靜電場(chǎng)第9節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

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1、第九節(jié)　帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)示波管的原理1．構(gòu)造示波管是示波器的核心部件，外部是一個(gè)抽成真空的玻璃殼，內(nèi)部主要由(由發(fā)射電子的燈絲、加速電極組成)、(由偏轉(zhuǎn)電極XX′和偏轉(zhuǎn)電極YY′組成)和組成，如圖所示.電子槍偏轉(zhuǎn)電極熒光屏2．原理燈絲被電源加熱后，出現(xiàn)熱電子發(fā)射，發(fā)射出來的電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，以很大的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，如在電極YY′之間加一個(gè)，在XX′偏轉(zhuǎn)板上加一，在熒光屏上就會(huì)出現(xiàn)按YY′偏轉(zhuǎn)電壓規(guī)律變化的可視圖象.待顯示的信號(hào)電壓儀器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓如圖所示，在點(diǎn)電荷＋Q的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比是多少？例

2、1類型一帶電粒子被加速非勻強(qiáng)電場(chǎng)，利用動(dòng)能定理【答案】∶11.圖為示波管中電子槍的原理示意圖，示波管內(nèi)被抽成真空，A為發(fā)射熱電子的陰極，K為接在高電勢(shì)點(diǎn)的加速陽極，A、K間電壓為U.電子離開陰極時(shí)的速度可以忽略.電子經(jīng)加速后從K的小孔中射出的速度大小為v.下面的說法中正確的是()變式拓展寫出v的表達(dá)式D如圖所示，有一電子(電量為e)經(jīng)電壓U0加速后，進(jìn)入兩塊間距為d、電壓為U的平行金屬板間.若電子從兩板正中間垂直電場(chǎng)方向射入，且正好能穿過電場(chǎng)，求：(1)金屬板AB的長(zhǎng)度.(2)電子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能.例2類型二帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(2)設(shè)電子穿過電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為Ek，根據(jù)動(dòng)能定理Ek＝

3、2．如圖所示，A、B為兩塊足夠大的相距為d的平行金屬板，接在電壓為U的電源上.在A板的中央P點(diǎn)放置一個(gè)電子發(fā)射源.可以向各個(gè)方向釋放電子.設(shè)電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，射出的初速度為v.求電子打在B板上的區(qū)域面積？(不計(jì)電子的重力)變式拓展解析：打在最邊緣的電子，其初速度方向平行于金屬板，在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在垂直于電場(chǎng)方向做勻速運(yùn)動(dòng)，即r＝vt①在平行電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，即d＝at2②如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)，有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的油滴以速度v豎直向上運(yùn)動(dòng).已知當(dāng)油滴經(jīng)過最高點(diǎn)B時(shí)，速度大小也為v.求：場(chǎng)強(qiáng)E的大小及A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.例3

4、類型三帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，動(dòng)能定理的應(yīng)用【分析】油滴在重力和電場(chǎng)力兩個(gè)恒力作用下，從A向B運(yùn)動(dòng).這一運(yùn)動(dòng)可以看成是豎直上拋運(yùn)動(dòng)和水平方向上初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，所以可以選擇有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)和動(dòng)能定理解題.解：根據(jù)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性以及勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度公式有：由動(dòng)能定理得：qEx－mgh＝0，即再由動(dòng)能定理得：qUAB－mgh＝0，豎直方向mgh＝mv2所以3．如圖所示，在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電小球，小球的落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間有一段相應(yīng)的水平距離(水平射程).若在空間上加一豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，

5、使小球的水平射程變?yōu)樵瓉淼模蟠穗妶?chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.變式拓展3．如圖所示，在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電小球，小球的落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)之間有一段相應(yīng)的水平距離(水平射程).若在空間上加一豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球的水平射程變?yōu)樵瓉淼?，求此電?chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向.例4.如圖平行電容器兩板AB上加圖示交變電壓，開始B板電勢(shì)比A高，這時(shí)兩板中間原來靜止的電子在電場(chǎng)力作用下開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)電子在運(yùn)動(dòng)中不與極板碰撞，則正確的（）不計(jì)電子重力A.電子先向A板運(yùn)動(dòng)，然后向B板運(yùn)動(dòng)，在返回A做周期性來回運(yùn)動(dòng)B.電子先向B板運(yùn)動(dòng)，然后向A板運(yùn)動(dòng)，在返回B做周期性

6、來回運(yùn)動(dòng)C.電子一直向A板運(yùn)動(dòng)D.電子一直向B板運(yùn)動(dòng)ABdU/Vt/s0.050.1畫出V-t圖像vtvD1．關(guān)于帶電粒子(不計(jì)重力)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是()A.一定是勻變速運(yùn)動(dòng)B.不可能做勻減速運(yùn)動(dòng)C.一定做曲線運(yùn)動(dòng)D.可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，不可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)2．如圖所示是一個(gè)示波管工作的原理圖，電子經(jīng)過加速后以速度v0垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板間距離為d，電勢(shì)差為U，板長(zhǎng)為l，每單位電壓引起的偏移量(h/U)叫示波器的靈敏度.若要提高其靈敏度，可采用下列哪種辦法()A.增大兩極板間的電壓B.盡可能使板長(zhǎng)l做得短些C.盡可能使板間距離d

7、減小些D.使電子入射速度v0大些推導(dǎo)出h/U的表達(dá)式3．如圖所示，氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場(chǎng)加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，那么()A.經(jīng)過加速電場(chǎng)過程，電場(chǎng)力對(duì)氚核做的功最多B.經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)過程，電場(chǎng)力對(duì)三種核做的功一樣多C.三種原子核打在屏上時(shí)的速度一樣大D.三種原子核都打在屏上的同一位置上4．如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的電子，從A點(diǎn)以速度v0垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，從B點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)線成120°角，